在宿主生理性抗感染应答中，TNF-α对全身细胞的作用如下：
TNF-α对不同的细胞有不同的作用：杀伤、抑制、促进或不影响细胞。
TNF-α能够诱导敏感细胞凋亡，如内毒素可以通过TNF-α促使巨噬细胞、中性粒细胞、内皮细胞以及脏器实质细胞等发生凋亡，凋亡细胞形成凋亡小体被邻近的吞噬细胞吞噬、消化和清除，不引起炎症反应。
TNF-α能够快速、强烈、不可逆地抑制红细胞系前体（CFU-E和 BFU-E）和红系，粒系肿瘤细胞（K562，HE2、HL-60）的生长，这种抑制作用不需要淋巴细胞或巨噬细胞的辅助，但细胞必须表达有TNF-α受体。表皮生长因子（EGF）和转化生长因子TGF-α并不能够抑制TNF-α受体的表达，但能够抑制TNF-α的这一作用。某些肿瘤细胞抵抗TNF-α的机制之一可能是产生了这些生长因子所致。
TNF-α能促进人的成纤维细胞增殖，诱导细胞表达EGFR和转铁蛋白受体，胰岛素和EGF能增强TNF-α的这一作用。TNF-α促进小鼠肝细胞生长的作用可以被TGF-β或IL-6抑制，TNF-α与INF-Y能够协同改变某些人或小鼠正常或转化细胞株的形态、功能和生长状态，TNF-α还能够诱导人脐带静脉内皮细胞表达不同集落刺激因子的mRNA；诱导正常造血组织、人肺成纤维细胞和血管内皮细胞表达和分泌GM-CSF，并促进这些细胞产生INF-Y和IL-6。
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